中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所 黃豐生

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反艦導(dǎo)彈雷達(dá)導(dǎo)引頭抗干擾技術(shù)研究

中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所 黃豐生

【摘要】本文概述了現(xiàn)代反艦導(dǎo)彈所面臨的各種常見(jiàn)電磁干擾類型，簡(jiǎn)要分析了其干擾機(jī)理，最后從雷達(dá)導(dǎo)引頭系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度論述了各種可行的抗干擾手段，為雷達(dá)導(dǎo)引頭抗干擾設(shè)計(jì)及應(yīng)用提供參考。

【關(guān)鍵詞】反艦導(dǎo)彈；雷達(dá)導(dǎo)引頭；電子干擾；抗干擾技術(shù)

1 概述

反艦導(dǎo)彈作為目前海戰(zhàn)的主要進(jìn)攻武器，其作戰(zhàn)能力直接決定著戰(zhàn)爭(zhēng)的勝負(fù)。從近來(lái)典型的幾場(chǎng)局部戰(zhàn)爭(zhēng)可以看出，導(dǎo)彈在戰(zhàn)場(chǎng)上都處于各種干擾環(huán)境條件下，除了陸地、海面、氣象等自然產(chǎn)生的干擾外，主要是受到敵方的有源、無(wú)源電子干擾等。末制導(dǎo)雷達(dá)導(dǎo)引頭作為導(dǎo)彈尋的核心部件，其抗干擾能力已成為衡量導(dǎo)彈生存能力、作戰(zhàn)能力強(qiáng)弱的一個(gè)重要指標(biāo)。合理的導(dǎo)引頭系統(tǒng)設(shè)計(jì)，能夠顯著提高反艦導(dǎo)彈應(yīng)對(duì)現(xiàn)代海戰(zhàn)復(fù)雜電磁環(huán)境的能力。

2 反艦導(dǎo)彈面臨的主要干擾及機(jī)理分析

目前，雷達(dá)導(dǎo)引頭所面臨的常見(jiàn)干擾從類型上可以分為有源干擾和無(wú)源干擾。相對(duì)于傳統(tǒng)的干擾手段，當(dāng)前海上主戰(zhàn)艦艇基本形成了以艦載干擾機(jī)、箔條、舷外有源誘餌、舷外無(wú)源誘餌等構(gòu)成的末端電子戰(zhàn)反導(dǎo)體系。根據(jù)外軍電子對(duì)抗裝備情況，在分析戰(zhàn)例及相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，對(duì)雷達(dá)導(dǎo)引頭所面臨的典型干擾樣式進(jìn)行了總結(jié)歸納，如表1所示。

由表1可知，雷達(dá)導(dǎo)引頭在工作中所面臨的電子干擾是復(fù)雜多樣的，各種干擾條件對(duì)導(dǎo)引頭的工作造成了很大的威脅,導(dǎo)致導(dǎo)引頭的截獲概率、跟蹤精度降低甚至丟失目標(biāo)。針對(duì)各種常見(jiàn)干擾形式，分析了其干擾機(jī)理

2.1 有源連續(xù)波噪聲干擾

有源連續(xù)波噪聲干擾是遮蓋性干擾，包括阻塞式干擾、瞄準(zhǔn)式干擾和掃頻式干擾，這些干擾與導(dǎo)引頭接收機(jī)輸入端的有用信號(hào)線性相加，使有用信號(hào)產(chǎn)生失真、信號(hào)檢測(cè)概率降低、虛警概率增加、對(duì)目標(biāo)參數(shù)的測(cè)量精度降低。連續(xù)波噪聲干擾可以在時(shí)域、頻域和空域遮蓋有用信號(hào)，是最常用的干擾形式。

表1 典型干擾形式及戰(zhàn)術(shù)使用方式

2.2 無(wú)源箔條干擾

投擲在空中的箔條發(fā)射器包，形成偶極子云團(tuán)，由于箔條體積小，可以看成點(diǎn)目標(biāo)，對(duì)導(dǎo)引頭產(chǎn)生無(wú)源欺騙干擾。由于干擾箔條絲多為半波偶極子，這些偶極子對(duì)電磁波諧振，反射最強(qiáng)，有效反射截面積最大。周期性的投射反射器包，可在空中匯合成箔條干擾走廊。導(dǎo)引頭攻擊的目標(biāo)，可能在箔條走廊中飛行，其干擾帶寬可以覆蓋導(dǎo)引頭的工作頻率，對(duì)導(dǎo)引頭產(chǎn)生無(wú)源遮蓋性干擾。

2.3 角度欺騙干擾

對(duì)導(dǎo)引頭角度跟蹤支路實(shí)現(xiàn)有效干擾的方式取決于導(dǎo)引頭的測(cè)角方法。干擾機(jī)輻射不同于導(dǎo)引頭的極化分量，使導(dǎo)引頭用交叉極化波束進(jìn)行跟蹤，瞄準(zhǔn)軸偏離目標(biāo)而產(chǎn)生誤差。自動(dòng)增益控制(AGC)是窄帶系統(tǒng)，響應(yīng)速度慢，對(duì)間斷式脈沖干擾不能及時(shí)調(diào)整，使接收機(jī)出現(xiàn)間歇性飽和而失去誤差信號(hào)。利用信道間失配和通道幅相不平衡產(chǎn)生角誤差。在導(dǎo)引頭天線波束內(nèi)，產(chǎn)生兩個(gè)或多個(gè)干擾源，角度閃爍使天線波束擺動(dòng)，目標(biāo)分辨力減低，測(cè)角誤差增大。

3 雷達(dá)導(dǎo)引頭抗干擾措施

雷達(dá)導(dǎo)引頭特別是主動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭是反艦導(dǎo)彈末制導(dǎo)系統(tǒng)的重要組成部分，其在完成任務(wù)的過(guò)程中會(huì)受到各種干擾，從抗干擾能力看，任何單一體制的導(dǎo)引頭都有一定的局限性。隨著電子對(duì)抗技術(shù)的飛速發(fā)展，為了使導(dǎo)引頭在制導(dǎo)過(guò)程中具有更強(qiáng)的抗干擾能力，充分利用各種體制、多種模式導(dǎo)引頭的優(yōu)點(diǎn)，克服局限性、功能互補(bǔ)，是導(dǎo)引頭技術(shù)必然的發(fā)展趨勢(shì)。以下研究了提高反艦導(dǎo)彈雷達(dá)導(dǎo)引頭應(yīng)對(duì)電子干擾能力的幾種可行措施：

3.1 頻率捷變技術(shù)

頻率捷變技術(shù)是一種有效的頻域選擇抗干擾方法，其原理是利用雷達(dá)工作頻率在寬帶范圍內(nèi)快速跳變，使得瞄準(zhǔn)式干擾難以跟蹤雷達(dá)工作頻率，從而在頻域上區(qū)分干擾信號(hào)和有用信號(hào)。同時(shí)，頻率捷變技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)海浪、箔條等分布雜波的去相關(guān)，抑制雜波影響，提高目標(biāo)檢測(cè)概率。

艦載干擾機(jī)為有效干擾頻率捷變末制導(dǎo)雷達(dá)，需要對(duì)其相關(guān)頻段進(jìn)行整體噪聲壓制，這樣就減小了對(duì)該頻段內(nèi)某一頻率點(diǎn)的干擾功率，使得頻率捷變雷達(dá)在強(qiáng)噪聲壓制干擾狀態(tài)下仍能夠獲取目標(biāo)的方位、距離信息；對(duì)于瞬時(shí)瞄準(zhǔn)式干擾，末制導(dǎo)雷達(dá)采用脈間跳頻技術(shù)，可以使目標(biāo)回波暴露在干擾信號(hào)之前，從而發(fā)現(xiàn)并跟蹤目標(biāo)。這也意味著對(duì)頻率捷變雷達(dá)導(dǎo)引頭而言，瞄準(zhǔn)式噪聲干擾不能發(fā)揮作用。頻率捷變技術(shù)在現(xiàn)代反艦導(dǎo)彈導(dǎo)引頭中應(yīng)用較為廣泛，典型的如美國(guó)“捕鯨叉”導(dǎo)彈雷達(dá)導(dǎo)引頭。

3.2 自適應(yīng)天線陣列技術(shù)

自適應(yīng)天線陣列是一種針對(duì)有源干擾的空域選擇抗干擾方法。其原理是天線陣列具有可移動(dòng)的波束零點(diǎn)，當(dāng)其檢測(cè)到干擾信號(hào)時(shí)，經(jīng)過(guò)一個(gè)反饋控制系統(tǒng)自動(dòng)的將主波零點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)干擾源，從而使得所接收到的干擾信號(hào)最小。在陣列天線的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)陣列信號(hào)進(jìn)行數(shù)字加權(quán)來(lái)形成波束變得十分方便靈活，而且可使期望信號(hào)得到增強(qiáng)，同時(shí)又能使干擾最小，可以有效地改善輸出信干噪比，起到空間濾波的作用。目前，隨著相控陣天線輕小型化的發(fā)展及數(shù)字波束形成技術(shù)日趨成熟，在雷達(dá)導(dǎo)引頭中的應(yīng)用已成為可能。

3.3 主動(dòng)/SAR復(fù)合制導(dǎo)

常規(guī)的主/被動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭所能獲取的目標(biāo)信息是點(diǎn)目標(biāo)回波信息，沒(méi)有搜索跟蹤及區(qū)分目標(biāo)的能力。通過(guò)增加雷達(dá)信號(hào)帶寬，可以獲取目標(biāo)的一維距離像，但一維距離像對(duì)目標(biāo)的方向性比較敏感。因艦艇的縱向長(zhǎng)度與橫向長(zhǎng)度相差很大，小噸位的護(hù)衛(wèi)艦縱向長(zhǎng)度亦要遠(yuǎn)大于航母的橫向長(zhǎng)度，導(dǎo)引頭正對(duì)或者橫對(duì)目標(biāo)艦艇時(shí)所獲取的一維距離像變化也很大，難以準(zhǔn)確區(qū)分目標(biāo)類型。合成孔徑雷達(dá)（SAR）成像導(dǎo)引頭作為主動(dòng)偵察的優(yōu)勢(shì)在于SAR可以在能見(jiàn)度極差的氣象條件下，獲得類似于光學(xué)照相的高分辨率地面目標(biāo)圖像，可全天時(shí)、全天候工作。在獲取高分辨率SAR實(shí)時(shí)圖像后，通過(guò)對(duì)各類目標(biāo)的二維圖像自動(dòng)檢測(cè)與識(shí)別，從而正確地選擇打擊目標(biāo)。由于SAR成像模式對(duì)彈道有一定要求，要求前視角不能太大而導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)行方位向積累，無(wú)法實(shí)現(xiàn)迎頭尋的，限制了其在末制導(dǎo)雷達(dá)中的應(yīng)用。因此，在雷達(dá)導(dǎo)引頭設(shè)計(jì)中使用主動(dòng)/SAR復(fù)合制導(dǎo)，通過(guò)合理設(shè)計(jì)彈道、研究SAR大角度前斜成像算法，在中距離時(shí)采用前斜SAR，末端轉(zhuǎn)換為單脈沖制導(dǎo)，這種體制被認(rèn)為是提高導(dǎo)引頭抗干擾能力及打擊精度的優(yōu)選體制之一。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著電子對(duì)抗技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代海戰(zhàn)中末制導(dǎo)雷達(dá)導(dǎo)引頭所面臨的電磁環(huán)境也必將越來(lái)越復(fù)雜。導(dǎo)引頭的干擾和抗干擾問(wèn)題從本質(zhì)上說(shuō)是一個(gè)動(dòng)態(tài)決策過(guò)程, 不可能設(shè)計(jì)一個(gè)適于各種雷達(dá)導(dǎo)引頭統(tǒng)一的干擾環(huán)境及萬(wàn)能的抗干擾對(duì)策。本文從雷達(dá)導(dǎo)引頭系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度，對(duì)抗干擾措施進(jìn)行了初步探討，但是理論離實(shí)際使用還有一定距離，如何進(jìn)一步提高反艦導(dǎo)彈抗干擾效能，還有必要作進(jìn)一步的研究。

參考文獻(xiàn)

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黃豐生（1983-），男，安徽肥西人，工學(xué)碩士，工程師，技術(shù)人員，雷達(dá)總體設(shè)計(jì)。

作者簡(jiǎn)介：